数控机床坐标变换功能指令的应用与技巧

2011-7-22  来源：《数控机床市场》杂志  作者：沈阳第一机床厂 张述江 张春艳

          摘要：本文介绍了海德汉iTN530系统图形变换的部分功能和相应的例子，通过这些指令能够做到编程简单化，使程序变得更加的简洁，减少操作者或编程者的工作量，并且可以减少机床的内存的占有量。

          关键词：平移指令、镜像指令、坐标系旋转指令、缩放指令坐标变换循环功能是数控系统所具备的功能，海德汉iTN530数控系统提供了7种图形变换指令功能。但是在加工一般零件的过程中经常用到的指令有四种功能，即：原点平移指令、镜像指令、坐标系旋转指令和缩放系数指令。通过坐标变换指令可将程序用于不同位置处和不同规格尺寸的工件上。这些指令与子程序巧妙的结合能够简化程序编制、使程序能够更加的灵活、提高编程效率。

          一、 原点平移指令的应用

          在现在的机械制造过程中，有许多零件上存在着相同的需要加工的形状和结构或者在加工零件的时候选用了一个新的坐标原点，那么就需要坐标平移指令，一但定义好“原点平移”循环，此后的全部数据都是基于新的坐标原点的。在iNC530系统中，原点平移指令为：

CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT

CYCL DEF 7.1 X_

CYCL DEF 7.2 Y_

CYCL DEF 7.3 Z_

          坐标X_、Y_、Z_坐标值表示新的坐标原点的位置，它在发生变化或者被取消之前一直保持有效状态。在建立新坐标系同时也删除了其它坐标系偏置。如果将原点平移指令删除，只需要将每个轴的坐标设置为0即可。加工如图1的零件时，可以看到在零件三个不同的位置上有相同轮廓，如果按照最基本的编程方式，需要编制三段程序，而且每段程序的坐标值都不相同，这样不仅增大编程者的工作量而且也使程序变得复杂化同时也增大了机床内存的占有量。根据零件的特点，可以将零件上相同的形状和结构编制成一个子程序。然后根据主程序的需要进行原点平移调用子程序的方法来加工零件上相同形状。

下面这个程序就是在加工这个零件时候的主程序和子程序：

QWUT.H

0 BEGIN PGM BILI MM

1 BLK FORM 0.1 Z X-100 Y-100 Z-30    确定零件毛坯料

2 BLK FORM 0.2 X+100 Y+100 Z+0

3 TOOL CALL 1 Z S2000 F280         调用刀具

4 L Z+200 R0 FMAX

5 CALL LBL 1                      调用子程序

6 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT         原点平移

7 CYCL DEF 7.1 X+50

8 CYCL DEF 7.2 Y+60

9 CALL LBL 1

10 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT        取消原点平移

11 CYCL DEF 7.1 X+0

12 CYCL DEF 7.2 Y+0

13CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT

14 CYCL DEF 7.1 X-60

15 CYCL DEF 7.2 Y+30

16 CALL LBL 1

17 CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT

18 CYCL DEF 7.1 X+0

19 CYCL DEF 7.2 Y+0

20 M30

21 LBL 1                         子程序标示

22 LX+0 Y+0 R0 FMAX              子程序

23 L Z+2 R0 FMAX M3

24 L X0 Y+15 RL F AUTO             RL左补偿

25 L Z-1                          直线补偿命令

26 L X+40

27 L Y+10

28 L X+35

29 RND R3                       倒圆角命令

30 L Y-5

31 RND R3

32 L X+20

33 RND R5

34 L Y-15

35 L X+0

36 CR X+0 Y+15 R+15 DR-           圆弧加工命令

37 LBL 0

38 END PGM BILI MM

          二、 镜像、旋转、缩放指令与原点偏移指令的巧妙结合

          2.1轮廓镜像指令的应用

          海德汉系统坐标变换循环功能中有一种功能是镜像功能，这种功能是为了在加工某些坐标轴对称或者原点对称的图形。海德汉系统是一种人机对话式的系统，当调用系统中某一个命令的时候，系统中自动会出现相应的操作键面，只要将相对应的参数输入到参数位置就可以实现这个功能了，例如：轮廓的镜像功能为：

CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE

CYCL DEF 8.1 X Y Z

          在图二所示的图形中，图形A和图形C的关系就是以坐标系原点为镜像点的关系，程序可以写成：

CYCL DEF 8.0 MIRROR IMAGE

CYCL DEF 8.1 X Y 

         2.2缩放系数指令的应用

          有的时候工件上有形状相同、大小不同的加工部位时，就可以使用缩放系数指令，缩放指令可以对所有坐标系进行缩放，并且根据需要每个轴的缩放系数可以是不同的。在图二中图形A和图形B的关系就是比例缩放的。因为它们图形轮廓是一样的但是图形的大小不同，这个时候就可以使用比例缩放指令。

缩放系数指令的格式为：

CYCL DEF 11.0 SCALING 

CYCL DEF 11.1 SCL_

按照图二可以将工件进行坐标系进行增量偏移，然后在进行比例缩放。

CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT      坐标系进行增量偏移

   CYCL DEF 7.1 IX-80

CYCL DEF 7.2 IY-10

CYCL DEF 11.0 SCALING 

CYCL DEF 11.1 SCL 1.3           进行比例缩放

      CALL LBL 1                    调用子程序

CYCL DEF 11.0 SCALING          取消比例缩放

CYCL DEF 11.1 SCL 1

CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT       取消坐标系偏移

   CYCL DEF 7.1 X0

CYCL DEF 7.2 Y0

          2.3坐标系的旋转指令的应用

          当工件上的图形与坐标轴成一定角度的时候，就可以使用坐标系旋转指令，在图二中图形D就和X轴成10°角。那么在加工图形D的时候就可以采用先进行坐标系平移然后进行坐标系旋转。

坐标系旋转的指令格式为：

CYCL DEF 10.0 ROTATION

CYLE DEF 10.1 ROT_

按照图二可以将工件进行原点进行增量偏移，然后在进行旋转。

CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT      坐标系进行增量偏移

   CYCL DEF 7.1 IX+45

CYCL DEF 7.2 IY-30

CYCL DEF 10.0 ROTATION

CYLE DEF 10.1 IROT+180          进行坐标系旋转

       CALL LBL 1                     调用子程序

CYCL DEF 10.0 ROTATION

CYLE DEF 10.1 IROT0            取消旋转

CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT       取消坐标系偏移

   CYCL DEF 7.1 X0

               下边这张图就是在编程后加工的轨迹曲线。

          三、 总结

          通过对加工图形分析了海德汉系统坐标变换指令，在熟练使用这些指令之后，就可以减少编程者的工作强度、简化加工程序、有利于提高生产效率并且减少机床内存占有空间，能够做到举一反三的效果。